Klasyczna, "samoładująca się" hybryda vs PHEV - co ma większy sens?

5 lutego 2021

Dziś porównujemy dwa rodzaje samochodowych napędów: klasyczne hybrydy i hybrydy plug-in. Oba rozwiązania zyskują coraz większą popularność i w obu przypadkach idea jest ta sama. Chodzi o niższą emisję zanieczyszczeń, spełnianie coraz bardziej zaostrzonych, ekologicznych norm oraz niższe zużycie paliwa. Od strony technicznej i użytkowej to dwie zupełnie różne drogi do tego samego celu. Obie mają sporo zalet, ale i nieco wad.

Hybrydowe samochody emitują znacznie mniej zanieczyszczeń, niż auta wyposażone wyłącznie w  benzynowe lub wysokoprężne silniki. Zużywają mniej paliwa, umożliwiając podróżowanie w ciszy, ponieważ przez pewien czas mogą korzystać wyłącznie z napędu elektrycznego. Tyle w teorii. A jak jest w praktyce? Na początek, przyjrzyjmy się technicznym różnicom pomiędzy dwoma najpopularniejszymi dziś rodzajami hybrydowego napędu.

 

„Samoładująca się” hybryda

W przypadku klasycznych napędów hybrydowych, spotykanych w niemal całej gamie modelowej najpopularniejszej na naszym rynku japońskiej marki Toyota, mamy do czynienia z połączeniem silnika spalinowego z elektrycznym, napędzającym przednią oś lub wszystkie koła, dzięki dodatkowej jednostce elektrycznej, zamontowanej na tylnej osi.

Absolutna większość dostępnych na rynku „samowystarczalnych”, klasycznych napędów hybrydowych to tzw. szeregowo-równoległe hybrydy w których silniki benzynowy i elektryczny mogą pracować razem lub osobno, zależnie od aktualnego zapotrzebowania na moc, która jest dostarczana w sposób liniowy. W samochodach hybrydach Toyoty stosowane są wolnossące silniki spalinowe, mogące pracować w oszczędzającym paliwo cyklu Atkinsona. Brakujących jednostce spalinowej w niskim zakresie obrotów niutonometrów dostarcza jednostka elektryczna.

 

Zalety klasycznych hybryd

Jedną z największych zalet tradycyjnego hybrydowego napędu jest jego wydajność. Dzięki zwartej konstrukcji i stosunkowo niewielkiej masie akumulatora trakcyjnego zyskujemy napęd, który jest w stanie zadowolić się rekordowo niskimi wartościami spalania. Wprawny kierowca w kompaktowym samochodzie hybrydowym w warunkach miejskiej lub podmiejskiej jazdy jest w stanie osiągnąć wartości zużycia paliwa na poziomie 3,3 - 4,3 l/100 km.
Co więcej, zmagazynowana w akumulatorze trakcyjnym energia pozwala poruszać się nawet na kilkukilometrowym dystansie z wyłączonym silnikiem spalinowym. W przypadku długich zjazdów, może to być nawet kilkanaście kilometrów. W mieście większość czasu jazdy można pokonać na silniku elektrycznym, co przekłada się na doskonałe wyniki spalania. 
Na korzyść klasycznej hybrydy przemawia również niezawodność konstrukcji, wynikająca z jej prostoty. Np., w stosowanych przez Toyotę rozwiązaniach nie znajdziemy takich elementów, jak sprzęgło, dwumasowe koło zamachowe, alternator, rozrusznik czy turbosprężarka - i wielu innych, które potencjalnie mogłyby ulec awarii. Ponadto, w przypadku Toyoty mamy do czynienia z rozwiązaniami, które rozwijano już od ponad 30 lat. Pozostali producenci dopiero uczą się hybrydyzacji.

 

Hybryda plug-in i jej zalety

W każdego rodzaju hybrydzie wolniej zużywają się klocki hamulcowe i tarcze, bo pierwszy etap hamowania to praca układu odzyskiwania energii, wykorzystywanej do doładowywania pokładowych akumulatorów. Hybryda plug-in to podobna konstrukcja, lecz wzbogacona o znacznie większy akumulator trakcyjny, który można doładowywać z domowego gniazdka lub publicznej stacji ładowania. Po technologię plug-in sięgnęła już większość kluczowych graczy na samochodowym rynku, na czele z Grupą Volkswagena, BMW, Mercedesem, koncernami Hyundai i Kia. Modele doładowywane z gniazdka do swojej oferty wprowadziła również Toyota. 
Konstrukcja plug-in daje nam większą namiastkę prawdziwej elektromobilności, umożliwiając -  zależnie od warunków drogowych, modelu auta i pojemności zastosowanego w nim akumulatora - dłuższą jazdę w trybie elektrycznym (EV), na dystansie od ok. 30 do nawet 80 km. Korzyści z użytkowania prawidłowo eksploatowanej hybrydy plug-in to - potencjalnie - jeszcze niższe zużycie paliwa, np. 2-3 l/100 km w samochodzie segmentu D, a w przypadku jazdy na krótkich kilkunasto- lub kilkudziesięciokilometrowych dystansach, może to nawet być 0 l/100 km. Tak dzieje się w przypadku jazdy samochodem z naładowanym do co najmniej 80 proc. akumulatorem.

 

Rozładowany akumulator to koniec dobrych osiągów

Jeżeli w czasie jazdy rozładuje się on np. na skutek zimowego postoju w wyjątkowo długim korku lub częstego korzystania z pełnej dynamiki pojazdu - realny dystans, jaki pokonamy hybrydą plug-in wyłącznie na akumulatorach może ulec skróceniu do kilkunastu lub nawet zaledwie kilku kilometrów. Ze względu na dużą pojemność akumulatora trakcyjnego, jego doładowanie w tracie jazdy za pomocą silnika spalinowego, np. do poziomu powyżej 50 proc. w praktyce nie jest możliwe - a przede wszystkim nieopłacalne, bo wiąże się z podwyższonym zużyciem paliwa. 
Najgorzej jest w sytuacji, gdy decydujemy się na długotrwałą jazdę z rozładowanym akumulatorem. Mamy wówczas do czynienia z całym szeregiem niekorzystnych czynników i zjawisk. Po pierwsze, samochód z hybrydowym napędem plug-in jest znacznie cięższy od zwykłej hybrydy, nie wspominając o autach z klasycznym napędem. Z tego powodu drastycznie rośnie zużycie paliwa. Na tym nie koniec problemów, ponieważ komputer do minimum ograniczy wspomaganie spalinowej jednostki elektrycznym silnikiem. Ta zaś ma relatywnie niską moc w stosunku do masy pojazdu. Do dyspozycji kierowcy praktycznie pozostanie tylko moc i moment obrotowy silnika spalinowego, co oznacza utratę co najmniej kilkudziesięciu koni mechanicznych mocy systemowej. 
W praktyce, hybryda plug-in z rozładowanym akumulatorem trakcyjnym to samochód o znacznie gorszych niż katalogowe osiągach, zwłaszcza przyspieszeniu i zużyciu paliwa, które skokowo może wzrosnąć z niespełna trzech do nawet kilkunastu litrów na setkę. W przypadku konstrukcji plug-in, rozładowana bateria rujnuje całkowicie bilans energetyczny, odbierając ekonomiczny sens temu przedsięwzięciu - a warto pamiętać, że rozwiązania plug-in są droższe od klasycznych hybryd.

 

Hybryda plug-in - czy to się opłaca?

Tak i nie, bo wszystko zależy od użytkownika. Różnica w cenie pomiędzy porównywaną klasyczną hybrydą a hybrydą plug-in to zwykle kilkadziesiąt tysięcy złotych. Jeżdżąc na dłuższych dystansach poza miastem z pewnością nie odzyskamy tych pieniędzy w postaci niższych kosztów paliwa. Jeżeli korzystamy z samochodu na krótkich dystansach, zwłaszcza w mieście lub na  drogach lokalnych i mamy stały dostęp do ładowarek w domu lub pracy - hybryda plug-in zyskuje sens. Najwięcej zyskają na niej ci, którzy jeżdżą niewiele i mają dostęp do bezpłatnych stacji szybkiego ładowania (np. działającej w województwie pomorskim firmy Energa).
Docelowo jednak za „tankowanie” prądu wszędzie będziemy musieli płacić, a ceny tam, gdzie opłaty już wprowadzono jasno wskazują, że pokonanie 100 km na prądzie jest droższe, niż na benzynie. Najrozsądniejszym rozwiązaniem będzie więc nocne doładowywanie samochodów plug-in z domowych gniazdek z wykorzystaniem najtańszych, nocnych taryf energetycznych oraz tzw. wallboxów, zapewniających optymalną wydajność ładowania.

Podsumowanie

Dla osób poszukujących ekologicznego i niezawodnego samochodu, najlepszym rozwiązaniem wciąż pozostaje tradycyjna, „samoładująca się” hybryda, zapewniająca niezależność od wciąż skąpej i jak się okazuje - drogiej sieci stacji ładowania. Kolejnym argumentem za tradycyjnymi hybrydami jest niższa cena zakupu oraz wynikająca z ich potwierdzonej niezawodności, wysoka wartość rezydualna.
Z rozwiązań plug-in warto skorzystać wówczas, gdy mamy pewność że regularnie będziemy doładowywać akumulatory z zewnętrznych źródeł energii, najczęściej pokonując krótkie dystanse w miastach. Hybryda plug-in sprawdzi się również w długiej trasie, lecz pod warunkiem korzystania z hybrydowego trybu, oszczędzającego energię w akumulatorach.